JP3238933U - 回転－直線運動複合ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】直線往復運動と回転運動の両方を実行する装置に適した回転－直線複合ユニットを提供する。【解決手段】ベアリングリング１、ケージ２、および第一転動体４を備え、第一転動体は、ケージの外輪壁から突出した循環レースウェイ３内を周期的に転動し、ベアリングリングとケージとの間には、ジャミング防止構造および嵌合構造が設けられ、ジャミング防止構造は、第一転動体がケージの内壁の外側に部分的に露出することを可能にする各循環レースウェイ両側の底部からケージの軸方向に沿って延在して設けられた溝６と、ベアリングリングの内輪壁に円周方向に等間隔で突出し、循環レースウェイ上の溝の１つにある第一転動体が当接するための嵌合レースウェイ１０と、を備え、嵌合レースウェイの両側にはガイドスロープ９が設けられ、嵌合構造は、２つの隣接するガイドスロープの間に設けられ、第一転動体とキャップ嵌合された回避アーク８を含む。【選択図】図１

Description

本実用新案は、ベアリングの技術分野に関し、具体的には回転－直線運動複合ユニット
に関する。

リニアベアリングは、円形シャフトと組み合わせて直線的に移動するための直線運動シス
テムである。転動体（鋼球）とベアリング外筒との点接触により、転動体は最小限の摩擦
抵抗で転がり、したがって、リニアベアリングは低摩擦、高安定性、高感度および高精度
などの利点を持ち、精密工作機械、繊維機械、食品包装機械、印刷機械などの分野で広く
使用されている。

従来のリニアベアリングの構造は、中国特許番号ＣＮ２０１０６２６３３に開示される全
ステンレス鋼リニアベアリングを参照することができ、それは、ベアリングリング、ケー
ジ、鋼球および半径方向クランプリングを備え、ケージは梅の花のような形に配置され、
ケージには滑走路型のレースウェイが設けられ、かつ、レースウェイには「Ｊ」字型のオ
ープンボール溝が設けられ、従来のケージはすべて非円形で、梅の花のような形が最も広
く使用され、梅の花のような形と上記オープンボール溝を組み合わせることで、ベアリン
グリングに対するケージの円周方向の動きを制限し、それにより、鋼球がレースウェイ上
を走るとき、鋼球の一部のみがオープンボール溝を通してベアリングの内側に露出し、円
形シャフトと嵌合することができるようにし、残りの鋼球はレースウェイに隠さなければ
ならず、レースウェイに隠されている鋼球は、力がない限り、すべての鋼球を動かして、
引っ掛かることなくレースウェイに沿って円周方向にスムーズに移動できる。

したがって、従来のリニアベアリングの動きは、一部の機械装置、メーターや他の産業の
使用要件を満たすために直線往復運動を介して動きと電力を転送することができるが、往
復運動と回転運動の両方を実現する必要のある機器には使用できない。

実用新案の概要

従来技術におけるリニアベアリングは直線往復運動でしか動力を伝達できず、直線往復運
動と回転運動の両方を同時に有する一部の機器の使用要件を満たすことができないという
問題を目指して、本実用新案の目的は、直線往復運動と回転運動の両方を実行する装置に
適した回転-直線運動複合ユニットを提供することである。
上記技術的問題を解決するために、本実用新案は、以下の技術的解決手段を提供する、
回転－直線運動複合ユニットであって、ベアリングリング、ケージ、および第一転動体を
備え、第一転動体は、ケージの外輪壁から突出した循環レースウェイ内を周期的に転動し
、ベアリングリングとケージとの間には、ケージと嵌合する部品が回転運動するときに、
ベアリングリングに対してケージが確実に回転するようにするジャミング防止構造と、該
部品が直線往復運動を行うときに、ケージがベアリングリングに対して静止し、そして各
循環レースウェイ内の第一転動体の少なくとも半分に応力がかからないようにする嵌合構
造とが設けられ、ジャミング防止構造は、第一回転体がケージの内壁の外側に部分的に露
出することを可能にする各循環レースウェイ両側の底部からケージの軸方向に沿って延在
して設けられた溝と、ベアリングリングの内輪壁に円周方向に等間隔で突出し、循環レー
スウェイ上の溝の１つにある第一転動体が当接するための嵌合レースウェイと、を備え、
嵌合レースウェイの両側には、ベアリングリングの内輪壁に接続されたガイドスロープが
設けられ、嵌合構造は、一方の溝にある第一転動体が嵌合レースウェイと嵌合すると、同
じ循環レースウェイ内の他方の溝にある第一転動体とキャップ嵌合され、２つの隣接する
ガイドスロープの間に設けられた回避アークを含む。
上記解決手段により、追加のジャミング防止構造と嵌合構造について、ジャミング防止構
造内の嵌合レースウェイ、ガイドスロープと溝が嵌合構造の回避アークと組み合わせてか
ら、部品をケージに嵌合した後、部品が回転すると、特定の角度で回転するたびに、各循
環レースウェイには片側のみの溝にある第一転動体が嵌合レースウェイに当接して嵌合し
、反対側の溝にある第一転動体は回避アークにあり、応力がかかっていない状態になり、
特定の角度で回転するたびに、回転中に部品とベアリングリングに嵌合する第一転動体が
常に十分にあり、ケージと部品をベアリングリングに対して同期回転運動させるように、
溝内の第一転動体は応力と非応力の間で切り替わ、したがって、部品が回転しているとき
、第一転動体は、回転しながらベアリングリングに対してケージとともに周方向に回転す
る。部品が直線的に往復運動しているとき、各循環レースウェイの１つの溝に露出した鋼
球のみが部品と当接して嵌合し、反対側の溝にある鋼球は、部分的に回避アークに引っ掛
かり、部品と接触せず、これは、従来のリニアベアリングと同様に、半数以上の鋼球が無
応力状態で循環レースウェイに隠れ、このように設置すると、ある循環レースウェイ内の
すべての鋼球が循環レースウェイに沿って周期的に転動し、部品がケージの軸方向に沿っ
てスムーズに直線的に往復運動するようにし、したがって、部品が直線運動しているとき
、鋼球は回転しながら循環レースウェイの周りを回転し、かつ、ケージはベアリングの外
輪に対して静止している。
さらに、循環レースウェイはケージの円周上に等間隔で少なくともＮ本（Ｎ≧６）設けら
れ、嵌合レースウェイがＮ－１本設けられる。
上記解決手段によれば、試験において、ケージがベアリングリングに対してスムーズに回
転できるように、少なくとも４本の応力レースウェイを設ける必要があり、かつ、各半円
に少なくとも２本の応力レースウェイが存在する必要があり、しかしながら、循環レース
ウェイが６本を超える場合、少なくとも４本の循環レースウェイ内の４つの溝にある第一
転動体が応力状態になり、したがって、Ｎの値は６以上に設定され、嵌合レースウェイは
、循環レースウェイより１つ少なくなる。
さらに、循環レースウェイは、「滑走路」状に設けられる。
さらに、循環レースウェイの外輪は外向きに突き出て、第一転動体と部分的に嵌合する曲
面を形成し、内輪は、第一転動体と点接触する平坦面、または第一転動体と部分的に嵌合
する曲面となるように設けられる。
上記解決手段によれば、この構造は鋼球に対するより良い支持および抑制効果を有し、か
つ、循環レースウェイの円弧の開口部が上向きにアクセスしやすくなる。
さらに、ケージとベアリングリングとの間にはベアリングリングに対するケージの回転の
滑らかさを向上させるための補助回転機構が設けられる。
さらに、補助回転機構は、ベアリングリングの内輪壁の両端に凹んだ第一リング溝と、ケ
ージの外輪壁の両端に対応して凹んだ第二リング溝と、ケージがベアリングリングに挿入
して嵌合した後、第一リング溝と第二リング溝との間に周方向に配列される第二転動体と
を含む。
上記解決手段によれば、補助回転機構は、周方向に分布する２周の第二転動体を採用し、
第二転動体で半径方向の圧力を支えることにより、ベアリングリングに対するケージの回
転の滑らかさを大幅に向上し、ケージの半径方向荷重能力を大幅に向上させ、全体の耐用
年数を延ばす。
さらに、ベアリングリングの両端には第二転動体のスライドアウトを制限するための制限
機構が固定される。
さらに、制限機構は、ベアリングリングの内輪壁の両端に凹んだ環状クランプ溝と、環状
クランプ溝に嵌合される制限リングとを含み、制限リングには、変形後に環状クランプ溝
にクランプできる開口部が設けられる。
さらに、第二転動体の両側にワッシャーが設けられ、ワッシャーの内輪壁が第二リング溝
に挿入され、ワッシャーの外輪壁が第一リング溝に挿入される。

従来技術に比べて、本実用新案によって達成される有益な効果は以下のとおりである、
１、従来のリニアベアリングに改良を加え、ケージとベアリングリングとの間にジャミン
グ防止構造と嵌合構造が追加され、ジャミング防止構造内の嵌合レースウェイ、ガイドス
ロープと溝が嵌合構造の回避アークと組み合わせてから、部品をケージに嵌合した後、部
品が回転すると、特定の角度で回転するたびに、各循環レースウェイには片側のみの溝に
ある第一転動体が嵌合レースウェイに当接して嵌合し、反対側の溝にある第一転動体は回
避アークにあり、応力がかかっていない状態になり、特定の角度で回転するたびに、回転
中に部品とベアリングリングに嵌合する第一転動体が常に十分にあり、ケージと部品をベ
アリングリングに対して同期回転運動させるように、溝内の第一転動体は応力と非応力の
間で切り替わ、したがって、部品が回転しているとき、第一転動体は、回転しながらベア
リングリングに対してケージとともに周方向に回転する。部品が直線的に往復運動してい
るとき、各循環レースウェイの１つのみの溝に露出した鋼球が部品と当接して嵌合し、反
対側の溝にある鋼球は、部分的に回避アークに引っ掛かり、部品と接触せず、これは、従
来のリニアベアリングと同様に、半数以上の鋼球が無応力状態で循環レースウェイに隠れ
、このように設置すると、ある循環レースウェイ内のすべての鋼球が循環レースウェイに
沿って周期的に転動し、部品がケージの軸方向に沿ってスムーズに直線的に往復運動する
ようにし、したがって、部品が直線運動しているとき、鋼球は回転しながら循環レースウ
ェイの周りを回転し、かつ、ケージはベアリングの外輪に対して静止している。
２、ケージとベアリングリングとの間に補助回転機構が追加され、補助回転機構は、周方
向に分布する２周の第二転動体を採用し、第二転動体で半径方向の圧力を支えることによ
り、ベアリングリングに対するケージの回転の滑らかさを大幅に向上し、ケージの半径方
向荷重能力を大幅に向上させ、全体の耐用年数を延ばす。

添付の図面は、本実用新案のさらなる理解を提供するために使用され、かつ、明細書の
一部を構成し、本実用新案の実施例とともに、本実用新案を説明するために使用され、本
実用新案を限定するものではない。添付の図面において
図１は、本実施例における回転－直線運動複合ユニットの分割図である。 図２は、本実施例における回転－直線運動複合ユニットの軸方向図である。 図３は、本実施例におけるケージの正面図である。 図４は、図３におけるＡ-Ａの断面図である。 図５は、図３におけるＢ-Ｂの断面図である。 図６は、本実施例における回転－直線運動複合ユニットの左側面図である。 図７は、図６におけるＣ-Ｃの断面図である。 図８は、本実施例における回転－直線運動複合ユニットの横断面図である。 図９は、図８におけるＡの拡大図である。

［符号の説明］
図面において、１－ベアリングリング、２－ケージ、３－循環レースウェイ、４－第一転
動体、５－第二転動体、６－溝、７－制限リング、７０１－開口部、８－回避アーク、９
－ガイドスロープ、１０－嵌合レースウェイ、１１－ドロップ溝、１２－ワッシャー。

実用新案を実施するための形態

以下は、本実用新案の実施例における添付の図面を参照して、本実用新案の実施例におけ
る技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。

実施例
回転－直線運動複合ユニットであって、図１～図９に示すとおり、ベアリングリング１、
ケージ２、および第一転動体４を備え、第一転動体４は、ケージ２の外輪壁から突出した
循環レースウェイ３内を周期的に転動し、ベアリングリング１はＧＣｒ１５で製造され、
ケージ２は４２０ステンレス鋼で製造され、第一転動体４は鋼球で、ケージ２は中空円筒
で、循環レースウェイ３はケージ２の外輪壁に突き出て、循環レースウェイ３はケージ２
の円周上に等間隔でＮ本（Ｎ≧６）設けられ、循環レースウェイ３は、始点と終点が「滑
走路」状に接続され、循環レースウェイ３の外輪は外向きに突き出て、第一転動体４と部
分的に嵌合する曲面を形成し、内輪は、第一転動体４と点接触する平坦面、または第一転
動体４と部分的に嵌合する曲面となるように設けられ、本実施例において、図３および図
５に示すとおり、内輪を平坦面に設置することで、鋼球に対するより良い支持および抑制
効果を持ち、かつ、循環レースウェイの円弧の開口部が上向きにアクセスしやすくなり、
図３～図４に示すとおり、各循環レースウェイ３の一端には、第一転動体４を入れること
ができるドロップ溝１１が設けられ、循環レースウェイ３の設置により、鋼球がその中で
循環し、鋼球によって与えられる半径方向荷重を支えることができる。

ベアリングリング１とケージ２との間にはジャミング防止構造および嵌合構造が設けられ
、ケージ２と嵌合する部品（円形シャフト）が回転運動するときに、ジャミング防止構造
は、ベアリングリング１に対してケージ２がスムーズに回転するようにすることができ、
該部品（円形シャフト）が直線往復運動を行うときに、嵌合構造は、ケージ２がベアリン
グリング１に対して静止し、そして各循環レースウェイ３内の第一転動体４の少なくとも
半分に応力がかからないようにすることができる。

ジャミング防止構造は、図１、図８および図９に示すとおり、第一回転体４がケージ２の
内壁の外側に部分的に露出することを可能にする各循環レースウェイ３の両側の底部から
ケージ２の軸方向に沿って延在して設けられた溝６と、ベアリングリング１の内輪壁に円
周方向に等間隔で突出し、循環レースウェイ３上の溝６の１つにある第一転動体４が当接
するための嵌合レースウェイ１０と、を備え、嵌合レースウェイ１０の両側には、ベアリ
ングリング１の内輪壁に接続されたガイドスロープ９が設けられ、嵌合レースウェイ１０
の数はＮ－１（Ｎ≧６）であり、上記の設定では、各循環レースウェイ３は２つの溝６を
備え、ケージ２の内輪からできるだけ多くの鋼球を追い出すことができ、部品がケージ２
と嵌合した後、部品が回転すると、特定の角度で回転するたびに、各循環レースウェイ３
には嵌合レースウェイ１０に当接して嵌合する片側のみの溝６に鋼球があり、反対側の溝
６にある鋼球は回避アーク８にあり、応力がかかっていない状態になり、特定の角度で回
転するたびに、回転中に部品とベアリングリング１に嵌合する鋼球が常に十分にあり、ケ
ージ２と部品をベアリングリング１に対して同期回転運動させるように、溝６内の鋼球は
応力と非応力の間で切り替わる。

嵌合構造は、図１、図８および図９に示すとおり、一方の溝６にある第一転動体４が嵌合
レースウェイ１０と当接して嵌合すると、同じ循環レースウェイ３内の他方の溝６にある
第一転動体４とキャップ嵌合され、２つの隣接するガイドスロープ９の間に設けられた回
避アーク８を含み、回避アーク８の数は、嵌合レースウェイ１０の数と同じで、Ｎ－１（
Ｎ≧６）であり、このようにして、１つの循環レースウェイ内の１つの溝６のみに露出し
た鋼球が部品と当接して、反対側の溝６にある鋼球は回避アーク８とキャップ嵌合される
ため、部品と接触せず、これは、従来のリニアベアリングと同様に、半数以上の鋼球が無
応力状態で循環レースウェイ３に隠れ、このように設置すると、１つの循環レースウェイ
３内のすべての鋼球が循環レースウェイに沿って周期的に転動し、部品がケージ２の軸方
向に沿ってスムーズに直線的に往復運動するようにすることができる。

ベアリングカラー１に対するケージ２の回転の滑らかさをさらに向上させるために、ケー
ジ２とベアリングリング１との間にはベアリングリング１に対するケージ２の回転を補助
するための補助回転機構が設けられ、図１、図６および図７に示すとおり、補助回転機構
は、ベアリングリング１の内輪壁の両端に凹んだ第一リング溝と、ケージ２の外輪壁の両
端に凹んだ第一リング溝に対応する第二リング溝と、ケージ２がベアリングリング１に挿
入して嵌合した後、第一リング溝と第二リング溝との間に周方向に配列される第二転動体
５とを含み、第二転動体５は鋼球であり、第二転動体５の両側にワッシャー１２が設けら
れ、ワッシャー１２の内輪壁が第二リング溝に挿入され、ワッシャー１２の外輪壁が第一
リング溝に挿入され、補助回転機構を設け、すなわち、周方向に分布する２周の鋼球は、
半径方向の荷重能力を大幅に向上させ、それによって、ベアリングリング１に対するケー
ジ２の回転の滑らかさおよび回転年数を向上させる。

ベアリングリング１の両端には第二転動体５のスライドアウトを制限するための制限機構
が固定され、制限機構は、図１および図７に示すとおり、ベアリングリング１の内輪壁の
両端に凹んだ環状クランプ溝と、環状クランプ溝に嵌合される制限リング７とを含み、制
限リング７には、変形後に環状クランプ溝にクランプできる開口部が設けられ、制限リン
グ７の材質は６５Ｍｎで、焼き戻し後の硬度はＨＲＣ４０～４５であり、優れた弾性と強
度があり、上記の部品が取り付けられる場合、制限リング７は変形によって環状クランプ
溝に容易にクランプすることができる。

本実施例における回転－直線運動複合ユニットを円形シャフト部品と嵌合して使用する場
合、円形シャフト部品がケージ２に対して軸方向かつ直線的に往復運動しているとき、鋼
球は回転しながら循環レースウェイ３の周りを回転し、かつ、ケージ２はベアリングの外
輪に対して静止している。円形シャフト部品が回転しているとき、鋼球は回転しながらベ
アリングリング１に対してケージ２とともに円周方向に回転している。

最後に、上記は本実用新案の好ましい実施例にすぎず、本実用新案を限定することを意図
するものではなく、前記実施例を参照して本実用新案について詳細に説明されたが、当業
者にとって、前記実施例に記載された技術的解決手段を変更するか、またはいくつかの技
術的特徴に対して同等の置換を実行できることに留意されたい。本実用新案の精神および
原則の範囲内で行われた修正、同等の置換、改良などは、本実用新案の保護範囲に含まれ
るものとする。

Claims (9)

1. 回転－直線運動複合ユニットであって、ベアリングリング（１）、ケージ（２）、および
   第一転動体（４）を備え、第一転動体（４）は、ケージ（２）の外輪壁から突出した循環
   レースウェイ（３）内を周期的に転動し、それは、ベアリングリング（１）とケージ（２
   ）との間には、ケージ（２）と嵌合する部品が回転運動するときに、ベアリングリング（
   １）に対してケージ（２）が確実に回転するようにするジャミング防止構造と、該部品が
   直線往復運動を行うときに、ケージ（２）がベアリングリング（１）に対して静止し、そ
   して各循環レースウェイ（３）内の第一転動体（４）の少なくとも半分に応力がかからな
   いようにする嵌合構造とが設けられ、ジャミング防止構造は、第一回転体（４）がケージ
   （２）の内壁の外側に部分的に露出することを可能にする各循環レースウェイ（３）の両
   側の底部からケージ（２）の軸方向に沿って延在して設けられた溝（６）と、ベアリング
   リング（１）の内輪壁に円周方向に等間隔で突出し、循環レースウェイ（３）上の溝（６
   ）の１つにある第一転動体（４）が当接するための嵌合レースウェイ（１０）と、を備え
   、嵌合レースウェイ（１０）の両側には、ベアリングリング（１）の内輪壁に接続された
   ガイドスロープ（９）が設けられ、嵌合構造は、一方の溝（６）にある第一転動体（４）
   が嵌合レースウェイ（１０）と嵌合すると、同じ循環レースウェイ（３）内の他方の溝（
   ６）にある第一転動体（４）とキャップ嵌合され、２つの隣接するガイドスロープ（９）
   の間に設けられた回避アークを含むことを特徴とする
   回転－直線運動複合ユニット。
2. 循環レースウェイ（３）がケージ（２）の円周上に等間隔で少なくともＮ本（Ｎ≧６）設
   けられ、嵌合レースウェイ（１０）がＮ－１本設けられることを特徴とする
   請求項１に記載の回転－直線運動複合ユニット。
3. 循環レースウェイ（３）は、「滑走路」状に設けられることを特徴とする
   請求項１に記載の回転－直線運動複合ユニット。
4. 循環レースウェイ（３）の外輪は外向きに突き出て、第一転動体（４）と部分的に嵌合す
   る曲面を形成し、内輪は、第一転動体（４）と点接触する平坦面、または第一転動体（４
   ）と部分的に嵌合する曲面となるように設けられることを特徴とする
   請求項３に記載の回転－直線運動複合ユニット。
5. ケージ（２）とベアリングリング（１）との間にはベアリングリング（１）に対するケー
   ジ（２）の回転の滑らかさを向上させるための補助回転機構が設けられることを特徴とす
   る
   請求項１に記載の回転－直線運動複合ユニット。
6. 補助回転機構は、ベアリングリング（１）の内輪壁の両端に凹んだ第一リング溝と、ケー
   ジ（２）の外輪壁の両端に対応して凹んだ第二リング溝と、ケージ（２）がベアリングリ
   ング（１）に挿入して嵌合した後、第一リング溝と第二リング溝との間に周方向に配列さ
   れる第二転動体（５）と、を含むことを特徴とする
   請求項５に記載の回転－直線運動複合ユニット。
7. ベアリングリング（１）の両端には第二転動体（５）のスライドアウトを制限するための
   制限機構が固定されることを特徴とする
   請求項６に記載の回転－直線運動複合ユニット。
8. 制限機構は、ベアリングリング（１）の内輪壁の両端に凹んだ環状クランプ溝と、環状ク
   ランプ溝に嵌合される制限リング（７）とを含み、制限リング（７）には、変形後に環状
   クランプ溝にクランプできる開口部（７０１）が設けられることを特徴とする
   請求項７に記載の回転－直線運動複合ユニット。
9. 第二転動体（５）の両側にワッシャー（１２）が設けられ、ワッシャー（１２）の内輪壁
   が第二リング溝に挿入され、ワッシャー（１２）の外輪壁が第一リング溝に挿入されるこ
   とを特徴とする
   請求項８に記載の回転－直線運動複合ユニット。

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